การแนะนำ

เซ็นเซอร์ในวิทยาการหุ่นยนต์ หมายถึงฟังก์ชันเชิงกลที่ใช้ในการคำนวณสภาพและสภาพแวดล้อมของหุ่นยนต์ เซ็นเซอร์นี้อาศัยการทำงานของอวัยวะรับความรู้สึกของมนุษย์ หุ่นยนต์ได้รับข้อมูลที่หลากหลายเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมรอบตัว เช่น ตำแหน่ง ขนาด ทิศทาง ความเร็ว ระยะทาง อุณหภูมิ น้ำหนัก แรง ฯลฯ ข้อมูลเหล่านี้ช่วยให้หุ่นยนต์ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในขณะที่มีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมเพื่อทำงานที่ซับซ้อน ผลสำรวจที่ผ่านการตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญเมื่อเร็วๆ นี้ ชี้ให้เห็นว่าวิธีการตรวจจับที่ทันสมัย ​​เช่น LiDAR การมองเห็นตามเหตุการณ์ และเรดาร์คลื่นมิลลิเมตร เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการรับรู้ที่เชื่อถือได้ในหุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติ

การทำงานของเซ็นเซอร์หุ่นยนต์มีพื้นฐานมาจากหลักการแปลงพลังงาน หรือที่เรียกว่า การถ่ายโอนพลังงาน หุ่นยนต์แต่ละชนิดจำเป็นต้องใช้เซ็นเซอร์ที่แตกต่างกันเพื่อควบคุมและตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมได้อย่างยืดหยุ่น 

เซ็นเซอร์หุ่นยนต์มีหลายประเภท ซึ่งจะกล่าวถึงในหัวข้อต่อไปนี้:

เซ็นเซอร์แสง

เซ็นเซอร์วัดแสงใช้เพื่อตรวจจับแสงและมักจะสร้างความต่างศักย์ไฟฟ้า เซ็นเซอร์วัดแสงสำหรับหุ่นยนต์มีสองประเภท ได้แก่ เซลล์โฟโตโวลตาอิกและโฟโตเรซิสเตอร์ เซลล์โฟโตโวลตาอิกถูกนำมาใช้เพื่อเปลี่ยนพลังงานรังสีดวงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า โดยทั่วไปแล้วเซ็นเซอร์เหล่านี้มักใช้ในการผลิตหุ่นยนต์พลังงานแสงอาทิตย์ 

ในทางกลับกัน โฟโตเรซิสเตอร์ถูกใช้เพื่อปรับความต้านทานโดยการเปลี่ยนความเข้มของแสง ยิ่งมีแสงส่องผ่านมากเท่าไหร่ ความต้านทานก็จะลดลง เซ็นเซอร์วัดแสงเหล่านี้มักมีราคาไม่แพง จึงนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในหุ่นยนต์

เซ็นเซอร์เสียง

เซ็นเซอร์เสียงจะตรวจจับเสียงและแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า การนำเซ็นเซอร์ประเภทนี้มาใช้ทำให้หุ่นยนต์สามารถเคลื่อนที่ผ่านเสียงได้ แม้กระทั่งสร้างหุ่นยนต์ที่ควบคุมด้วยเสียงซึ่งสามารถจดจำและตอบสนองต่อเสียงเฉพาะหรือชุดของเสียง เพื่อทำงานบางอย่าง

เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ

เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิใช้เพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิภายในสภาพแวดล้อม เซ็นเซอร์นี้ใช้หลักการความต่างศักย์ไฟฟ้าเป็นหลักเพื่อให้ได้ค่าการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ทำให้เกิดค่าอุณหภูมิเทียบเท่าของสภาพแวดล้อม มีไอซี (วงจรรวม) เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิหลายประเภทที่ใช้ตรวจจับอุณหภูมิ ได้แก่ LM34, TMP37, TMP35, TMP36, LM35 เป็นต้น เซ็นเซอร์เหล่านี้สามารถนำไปใช้กับหุ่นยนต์ที่ต้องทำงานในสภาพอากาศที่รุนแรง เช่น ธารน้ำแข็ง หรือทะเลทราย

เซ็นเซอร์สัมผัส

เซ็นเซอร์สัมผัส หรือที่รู้จักกันในชื่อเซ็นเซอร์สัมผัส ทำหน้าที่หลักในการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของความเร็ว ตำแหน่ง ความเร่ง แรงบิด หรือแรงที่ข้อต่อของ แมนิพิวเลเตอร์ และ เอนด์เอฟเฟกเตอร์ในหุ่นยนต์เซ็นเซอร์เหล่านี้จำเป็นต้องมีการสัมผัสทางกายภาพเพื่อควบคุมการทำงานของหุ่นยนต์ให้ทำงานตามที่ต้องการ เซ็นเซอร์นี้ทำงานในสวิตช์หลายประเภท เช่น ลิมิตสวิตช์ สวิตช์แบบปุ่ม และสวิตช์แบบสัมผัส

การประยุกต์ใช้เซ็นเซอร์สัมผัสมักพบในหุ่นยนต์หลบหลีกสิ่งกีดขวาง เมื่อตรวจพบสิ่งกีดขวาง เซ็นเซอร์จะส่งสัญญาณไปยังหุ่นยนต์เพื่อดำเนินการต่างๆ เช่น ถอยหลัง เลี้ยว หรือหยุดนิ่ง

เซ็นเซอร์ตรวจจับระยะใกล้

ในสาขาหุ่นยนต์ เซ็นเซอร์วัดระยะจะถูกใช้เพื่อตรวจจับวัตถุที่อยู่ใกล้หุ่นยนต์และวัดระยะห่างระหว่างหุ่นยนต์กับวัตถุเฉพาะโดยไม่ต้องสัมผัสกันโดยตรง เซ็นเซอร์เหล่านี้ใช้สนามแม่เหล็กเพื่อตรวจจับวัตถุที่ต้องการ เซ็นเซอร์วัดระยะแบ่งออกเป็นโฟโตเรซิสเตอร์ เครื่องส่งสัญญาณอินฟราเรด และเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก

เครื่องส่งสัญญาณอินฟราเรด (IR)

ตัวรับส่งสัญญาณหรือเซ็นเซอร์อินฟราเรด (IR) วัดและตรวจจับรังสีอินฟราเรดในสภาพแวดล้อม เซ็นเซอร์อินฟราเรดมีทั้งแบบแอคทีฟและแบบพาสซีฟ เซ็นเซอร์อินฟราเรดแบบแอคทีฟจะปล่อยและตรวจจับรังสีอินฟราเรด โดยใช้สองส่วน ได้แก่ ไดโอดเปล่งแสง (LED) และตัวรับสัญญาณ ตัวรับส่งสัญญาณแบบแอคทีฟเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นเซ็นเซอร์วัดระยะ และมักใช้ในระบบตรวจจับสิ่งกีดขวางแบบหุ่นยนต์

ในทางกลับกัน เซ็นเซอร์อินฟราเรดแบบพาสซีฟ (PIR) จะตรวจจับเฉพาะรังสีอินฟราเรดเท่านั้น และจะไม่ปล่อยรังสีดังกล่าวออกมาจากหลอด LED เซ็นเซอร์แบบพาสซีฟส่วนใหญ่มักใช้ในการตรวจจับการเคลื่อนไหว

เซ็นเซอร์อัลตราโซนิก

เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกคืออุปกรณ์ที่วัดระยะทางของวัตถุเฉพาะเจาะจงโดยการเปล่งคลื่นเสียงอัลตราโซนิกและแปลงเสียงที่สะท้อนกลับเป็นสัญญาณไฟฟ้า เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกจะแผ่คลื่นเสียงไปยังวัตถุและกำหนดระยะทางโดยการตรวจจับคลื่นสะท้อน ด้วยเหตุนี้จึงนิยมใช้เป็นเซ็นเซอร์วัดระยะ นำไปใช้ในระบบตรวจจับสิ่งกีดขวางแบบหุ่นยนต์และระบบความปลอดภัยป้องกันการชน

โฟโตเรซิสเตอร์

โฟโตเรซิสเตอร์คืออุปกรณ์ที่ปรับเปลี่ยนความต้านทานตามปริมาณแสงที่ส่องผ่าน เรียกอีกอย่างว่าตัวต้านทานแบบพึ่งพาแสง (LDR) เนื่องจากมีความไวต่อแสง จึงมักใช้ในการตรวจจับการมีอยู่หรือไม่มีแสงและวัดความเข้มของแสง โฟโตเรซิสเตอร์ยิ่งมีแสงมาก ความต้านทานก็จะยิ่งน้อยลง

เซ็นเซอร์วัดระยะทาง

เซ็นเซอร์วัดระยะใช้เพื่อกำหนดระยะห่างของวัตถุหนึ่งจากอีกวัตถุหนึ่งโดยไม่ต้องสัมผัสโดยตรง เซ็นเซอร์วัดระยะทำงานโดยการส่งสัญญาณและวัดความแตกต่างเมื่อสัญญาณกลับมา ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยี สัญญาณนี้อาจเป็นคลื่นอินฟราเรด LED หรือคลื่นอัลตราโซนิก ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเซ็นเซอร์วัดระยะจึงมักถูกเชื่อมโยงกับเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก

เซ็นเซอร์วัดระยะอัลตราโซนิก

เซ็นเซอร์วัดระยะทางอัลตราโซนิกเป็นเครื่องมือที่วัดระยะทางจากวัตถุโดยใช้คลื่นเสียงความถี่สูง เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกทำงานโดยการปล่อยคลื่นเสียงที่มีความถี่สูงกว่าที่มนุษย์จะได้ยิน จากนั้นจะรอให้เสียงสะท้อนกลับมา การวัดค่าเวลาระหว่างการส่งและการถ่ายทอดคลื่นอัลตราโซนิก และการคำนวณเทียบกับความเร็วของเสียงเป็นวิธีที่เซ็นเซอร์ใช้ในการกำหนดระยะทางไปยังเป้าหมาย

เซ็นเซอร์วัดระยะอินฟราเรด

เซนเซอร์วัดระยะอินฟราเรด (IR) รับรู้ระยะทางด้วยการปล่อยคลื่นอินฟราเรดและคำนวณมุมสะท้อน

เซ็นเซอร์เหล่านี้โดยทั่วไปจะมีเลนส์สองตัว:

• เลนส์ตัวปล่อย IR LED จะฉายลำแสงและตัวตรวจจับแสงที่ไวต่อตำแหน่ง (PSD) ซึ่งจะแสดงลำแสงที่สะท้อนออกมา
• เซ็นเซอร์วัดระยะ IR ใช้หลักการสามเหลี่ยม โดยวัดระยะทางโดยพิจารณาจากมุมของลำแสงที่สะท้อน

เซ็นเซอร์วัดระยะเลเซอร์

เซ็นเซอร์วัดระยะเลเซอร์จะวัดระยะของวัตถุเป้าหมายโดยใช้คลื่นแสงจากเลเซอร์แทนคลื่นวิทยุหรือคลื่นเสียง เครื่องส่งสัญญาณบนเซ็นเซอร์จะปล่อยแสงเลเซอร์ไปยังวัตถุเป้าหมาย ซึ่งจะสะท้อนพัลส์ของเลเซอร์ จากนั้นจะคำนวณระยะทางโดยใช้ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วแสงและเวลาระหว่างการส่ง/รับสัญญาณ

ตัวเข้ารหัส

นี่คืออุปกรณ์ตรวจจับที่ให้ข้อมูลป้อนกลับในหุ่นยนต์ โดยจะส่งสัญญาณป้อนกลับที่สามารถนำไปใช้ในการกำหนดจำนวน ตำแหน่ง ทิศทาง หรือความเร็ว อุปกรณ์จะแปลงการเคลื่อนที่เป็นสัญญาณไฟฟ้าที่อุปกรณ์ควบคุมในระบบควบคุมการเคลื่อนที่สามารถตีความได้ จากนั้นอุปกรณ์ควบคุมดังกล่าวจะใช้ข้อมูลเพื่อส่งคำสั่งสำหรับฟังก์ชันเฉพาะ เอ็นโค้ดเดอร์ใช้เทคโนโลยีหลายประเภทเพื่อสร้างสัญญาณ ได้แก่ สัญญาณแม่เหล็ก สัญญาณกลไก สัญญาณแสง (โดยทั่วไปจะอิงตามการรบกวนของแสง) และสัญญาณตัวต้านทาน

กล้องสเตอริโอ

กล้องสเตอริโอเป็นเทคนิค/วิธีการกรองสัญญาณวิดีโอที่มีสัญญาณรบกวนให้เป็นชุดข้อมูลเชิงระบบ ซึ่งจะถูกประมวลผลเป็นสัญลักษณ์หรือวัตถุที่นำไปใช้ได้ ในสาขาวิชันของเครื่องจักรและวิชันคอมพิวเตอร์ กล้องสเตอริโอเป็นหนึ่งในวิธีการมากมายที่นำมาใช้ การประยุกต์ใช้กล้องสเตอริโอเกี่ยวข้องกับการใช้กล้องสองตัวที่มีความสัมพันธ์ทางกายภาพที่กำหนดไว้ (เช่น ระยะการรับชมร่วมกันที่กล้องสามารถมองเห็นได้ และระยะห่างระหว่างจุดโฟกัสในพื้นที่ทางกายภาพ)

ระบบเหล่านี้สามารถใช้เพื่อตรวจจับระยะห่างของวัตถุผ่านการวิเคราะห์แบบสามเหลี่ยม (Triangulation) เทคนิคการประมวลผลภาพสามมิติถูกนำมาใช้ในการควบคุมและตรวจจับของหุ่นยนต์ ระบบนำทางเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ และยานสำรวจนอกโลก กล่าวโดยสรุป กล้องเซ็นเซอร์ช่วยให้หุ่นยนต์ของคุณรับรู้สภาพแวดล้อมแบบเรียลไทม์ ช่วยให้สามารถนำแอปพลิเคชันหุ่นยนต์นำทางด้วยภาพไปใช้กับระบบอัตโนมัติในกระบวนการของคุณได้

เซ็นเซอร์วัดแรงดัน 

เซ็นเซอร์วัดแรงดัน หรือที่เรียกว่า ตัวแปลงสัญญาณแรงดัน เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ตรวจสอบและควบคุมแรงดัน และแปลงข้อมูลทางกายภาพที่รับรู้เป็นสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ เซ็นเซอร์วัดแรงดันมักใช้เทคโนโลยีเพียโซอิเล็กทริก เนื่องจากองค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริกจะปล่อยประจุไฟฟ้าตามสัดส่วนของแรงเค้นที่มันได้รับ โดยทั่วไปแรงเค้นนี้เกิดจากแรงดัน

เซ็นเซอร์วัดแรงดันใช้ในรถยนต์เพื่อตรวจจับแรงดันลมยางหรือแรงดันการเผาไหม้ในเครื่องยนต์ นอกจากนี้ยังใช้ในโรงงานเพื่อควบคุมไอน้ำในเครื่องจักร และในเครื่องบินเพื่อวัดระดับความสูงและสถานการณ์ในชั้นบรรยากาศ

เซ็นเซอร์เอียง

ใช้ในหุ่นยนต์เพื่อวัดมุมเอียงโดยใช้ระนาบอ้างอิงแนวนอน ใช้เพื่อตรวจจับความเอียงหรือทิศทาง เซ็นเซอร์นี้มีกำลังไฟฟ้าต่ำ ขนาดเล็ก ใช้งานง่าย และราคาไม่แพง หากใช้อย่างถูกต้อง เซ็นเซอร์จะไม่สึกหรอ และบางครั้งเรียกว่า 'สวิตช์เอียง' 'สวิตช์ปรอท' หรือ 'เซ็นเซอร์ลูกบอลกลิ้ง'

เซ็นเซอร์ประเภทนี้ใช้ในหุ่นยนต์บริการ หุ่นยนต์ใช้ขาหรือล้อในการเคลื่อนที่ และต้องวัดความเอียงหลายครั้งต่อวินาทีเพื่อให้แน่ใจว่าหุ่นยนต์จะรักษาตำแหน่งคงที่

เซ็นเซอร์นำทาง/ระบุตำแหน่ง

เซ็นเซอร์เหล่านี้ช่วยระบุตำแหน่งของวัตถุในอวกาศได้อย่างแม่นยำและแม่นยำ เทคโนโลยีที่ใช้ในการระบุตำแหน่งมีตั้งแต่ครอบคลุมพื้นที่ทั่วโลกด้วยความแม่นยำระดับเมตร ไปจนถึงครอบคลุมพื้นที่ทำงานด้วยความแม่นยำระดับต่ำกว่ามิลลิเมตร

เซ็นเซอร์นำทางช่วยให้สามารถระบุตำแหน่งที่ต้องการและตำแหน่งปัจจุบัน และแก้ไขทิศทาง ความเร็ว และเส้นทาง เพื่อไปยังตำแหน่งที่ต้องการได้ทุกที่ทั่วโลก ในด้านหุ่นยนต์ การนำทางและการระบุตำแหน่งถือเป็นภารกิจหลักของหุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติ นอกจาก GPS แล้ว วิธีการนำทางทั่วไปอื่นๆ ยังรวมถึงการนำทางด้วยภาพและการนำทางแบบไบโอนิก

GPS (ระบบกำหนดตำแหน่งทั่วโลก)

GPS เป็นระบบนำทางวิทยุในอวกาศ ประกอบด้วยกลุ่มดาวเทียมที่ส่งสัญญาณนำทาง และเครือข่ายสถานีควบคุมดาวเทียมและสถานีภาคพื้นดินที่ใช้สำหรับการควบคุมและตรวจสอบ GPS ไม่จำเป็นต้องส่งข้อมูลใดๆ และทำงานได้อย่างอิสระโดยไม่ต้องมีสัญญาณอินเทอร์เน็ตหรือโทรศัพท์ 

ในด้านหุ่นยนต์ มีการใช้ GPS เพื่อช่วยหุ่นยนต์ในการระบุตำแหน่งและนำทางในระยะไกล หุ่นยนต์จะเปรียบเทียบข้อมูล GPS ของตัวเองและข้อมูล GPS ของเป้าหมายเพื่อให้ได้ตำแหน่งสัมพัทธ์ระหว่างข้อมูลทั้งสอง ซึ่งช่วยในการกำหนดทิศทางการเคลื่อนที่ต่อไป ซึ่งหมายความว่าหุ่นยนต์เหล่านี้เป็นยานพาหนะที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเอง ซึ่งไม่จำเป็นต้องมีผู้ควบคุมในการทำงานและนำทาง

เข็มทิศแม่เหล็กดิจิตอล

นี่คืออุปกรณ์นำทางที่สามารถแสดงทิศทางอ้างอิงเทียบกับพื้นผิวโลก และสามารถใช้เป็นเซ็นเซอร์ที่มีประโยชน์สำหรับหุ่นยนต์ในการนำทางในสภาพแวดล้อมโดยรอบ มันถูกจัดวางให้สอดคล้องกับสนามแม่เหล็กของโลก ประกอบด้วยตัวชี้แม่เหล็กซึ่งมักจะทำเครื่องหมายไว้ที่ทิศเหนือ และเข็มหรือแท่งแม่เหล็กที่เคลื่อนที่อย่างอิสระบนแกน ในทางดิจิทัล เข็มทิศจะให้การวัดโดยอิงจากสนามแม่เหล็กของโลกสำหรับการนำทางของหุ่นยนต์

การประยุกต์ใช้หลัก ๆ ของหุ่นยนต์ ได้แก่ การควบคุมการเคลื่อนไหวและการตรวจจับทิศทางของหุ่นยนต์เคลื่อนที่ ดังนั้นจึงเป็นส่วนหนึ่งของหลักการสำคัญในการนำทางของระบบหุ่นยนต์อัตโนมัติ

การแปลเป็นภาษาท้องถิ่น

หมายถึงความสามารถของหุ่นยนต์ในการระบุตำแหน่งในพื้นที่และสภาพแวดล้อมที่กำหนด ซึ่งถือว่ามีความสำคัญเนื่องจากไม่มีเซ็นเซอร์ทางกายภาพที่จะรายงานและวัดท่าทางของหุ่นยนต์โดยตรง และขึ้นอยู่กับการใช้งาน อาจมีเซ็นเซอร์หลากหลายชนิดที่ใช้วัดและอนุมานข้อมูลที่วัดได้ GPS ช่วยให้สามารถรายงานตำแหน่งของหุ่นยนต์ได้

อย่างไรก็ตาม GPS เองยังไม่เพียงพอ หุ่นยนต์สามารถนำทางได้โดยอัตโนมัติ จำเป็นต้องมีการประเมินตำแหน่งและทิศทางของหุ่นยนต์ภายในแผนที่ โดยใช้ข้อมูลที่รวบรวมจากเซ็นเซอร์ นักพัฒนาหุ่นยนต์มักใช้กล้องและเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องเพื่อสร้างแผนที่สภาพแวดล้อมและใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงในการระบุตำแหน่งของหุ่นยนต์ ซึ่งทำให้หุ่นยนต์มีความแม่นยำมากขึ้นในการตรวจจับสิ่งกีดขวางและวัตถุอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องทั้งภายในและภายนอกอาคาร

เซ็นเซอร์วัดความเร่ง 

เซ็นเซอร์วัดความเร่งใช้สำหรับวัดความเร่งและความเอียง เครื่องวัดความเร่งเป็นอุปกรณ์ที่ใช้วัดความเร่งแบบคงที่หรือแบบไดนามิก เซ็นเซอร์เหล่านี้ให้ค่าที่อ่านได้จากความเร่งในทิศทางเดียวหรือหลายทิศทาง ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง เครื่องวัดความเร่งมีรูปแบบการใช้งานที่หลากหลาย ดังนั้นการเลือกเครื่องวัดความเร่งที่เหมาะสมกับหุ่นยนต์จึงเป็นสิ่งสำคัญ โดยพิจารณาจากแบนด์วิดท์ ความไว จำนวนแกน (1-3) และประเภทเอาต์พุต (อนาล็อกหรือดิจิทัล)

แรงสถิตย์

นี่คือแรงโน้มถ่วง และหมายถึงแรงเสียดทานระหว่างวัตถุสองชิ้นใดๆ แรงนี้เกิดขึ้นตลอดเวลาเนื่องจากแรงโน้มถ่วง การวัดแรงนี้ช่วยให้เราทราบระดับความเอียงของหุ่นยนต์ได้ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการทรงตัวของหุ่นยนต์ หรือในการพิจารณาว่าหุ่นยนต์กำลังเคลื่อนที่ขึ้นเนินหรือบนพื้นผิวเรียบ

พลังไดนามิก

หมายถึงปริมาณความเร่งที่จำเป็นสำหรับการเคลื่อนที่ของวัตถุ เป็นแรงที่กระทำต่อวัตถุ ทำให้วัตถุเปลี่ยนตำแหน่ง ขนาด หรือทิศทาง นอกจากนี้ยังขึ้นอยู่กับเวลาอีกด้วย ในหุ่นยนต์ แรงพลวัตเกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ของกลไก การวัดแรงนี้ผ่านเครื่องวัดความเร่งจะบ่งบอกถึงความเร็ว/ความเร็วที่หุ่นยนต์กำลังเคลื่อนที่

ไจโรสโคป

ไจโรสโคป หรือเรียกสั้นๆ ว่า "ไจโร" เป็นอุปกรณ์ที่วัดอัตราการหมุน ในด้านหุ่นยนต์ ไจโรสโคปมีประโยชน์อย่างยิ่งในการรักษาเสถียรภาพของหุ่นยนต์ขับเคลื่อน หรือการวัดทิศทางหรือความเอียง ซึ่งทำได้โดยการผสานการวัดอัตราเพื่อให้ได้ค่าการเคลื่อนที่เชิงมุมรวม ดังนั้น ไจโรจึงสามารถใช้ในการทรงตัวของหุ่นยนต์ และสามารถแจ้งเตือนหุ่นยนต์เมื่อหุ่นยนต์ล้มลงได้ผ่านการเขียนโปรแกรม ไจโรสโคปที่นิยมใช้กันมีสามประเภท ได้แก่ ไจโรแกนเดี่ยว ไจโรสามแกน และ IMU

IMU (หน่วยวัดความเฉื่อย)

นี่คืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้วัดและระบุความเร่ง อัตราเชิงมุม ทิศทาง และแรงโน้มถ่วงอื่นๆ ประกอบด้วยเครื่องวัดความเร่ง 3 ตัว ไจโรสโคป 3 ตัว และบางครั้ง (ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดทิศทาง) อาจมีเครื่องวัดสนามแม่เหล็ก 3 ตัว IMU ถูกใช้เพื่อควบคุมยานพาหนะสมัยใหม่ เช่น เครื่องบิน ขีปนาวุธ อากาศยานไร้คนขับ ดาวเทียม ฯลฯ ในระบบนำทาง ข้อมูลที่ IMU ให้มาจะถูกป้อนเข้าสู่หน่วยประมวลผลเพื่อคำนวณระดับความสูง ตำแหน่ง และความเร็ว

เซ็นเซอร์แรงดันไฟฟ้า 

เซ็นเซอร์แรงดันไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ไร้สายที่สามารถติดเข้ากับชิ้นส่วนเครื่องจักรหรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เซ็นเซอร์เหล่านี้ทำหน้าที่ตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง คอยตรวจสอบข้อมูลแรงดันไฟฟ้าที่อาจบ่งชี้ถึงปัญหา แรงดันไฟฟ้าที่สูงหรือต่ำเกินไปอาจเป็นอันตรายต่ออุปกรณ์หรือบ่งชี้ถึงปัญหาที่อาจเกิดขึ้นได้ การแจ้งเตือนจะถูกส่งไปยังระบบคอมพิวเตอร์ส่วนกลางอย่างรวดเร็วเมื่อเกินขีดจำกัดที่กำหนด

เซ็นเซอร์กระแสไฟฟ้า

 อุปกรณ์นี้ทำหน้าที่ตรวจสอบกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านสายไฟและสร้างสัญญาณที่สอดคล้องกับกระแสไฟฟ้านั้น สัญญาณที่สร้างขึ้นอาจเป็นสัญญาณดิจิทัลหรือแรงดันไฟฟ้าอนาล็อก จากนั้นสัญญาณดังกล่าวสามารถนำไปใช้ควบคุมอุปกรณ์ จัดเก็บเพื่อการวิเคราะห์เพิ่มเติมในระบบเก็บข้อมูล หรือใช้แสดงกระแสไฟฟ้าที่วัดได้ในแอมมิเตอร์

เซ็นเซอร์ฟิวชั่น

ความสามารถในการรวมข้อมูลจากเรดาร์ LiDAR และกล้องต่างๆ เพื่อสร้างแบบจำลองหรือภาพเดียวของบริเวณโดยรอบรถยนต์ เรียกว่า การรวมเซ็นเซอร์ (Sensor Fusion) แบบจำลองที่ได้จะมีความแม่นยำมากขึ้นเมื่อนำจุดแข็งของเซ็นเซอร์ต่างๆ มารวมกัน ข้อมูลที่ได้จากการรวมเซ็นเซอร์สามารถนำไปใช้ในระบบรถยนต์เพื่อสร้างพฤติกรรมที่ชาญฉลาดยิ่งขึ้น การรวมเซ็นเซอร์โดยใช้อัลกอริทึมซอฟต์แวร์จะรวมข้อมูลจากเซ็นเซอร์ประเภทต่างๆ เพื่อสร้างแบบจำลองสภาพแวดล้อมที่สมบูรณ์และแม่นยำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

ประเด็นสำคัญ

เซ็นเซอร์ให้ข้อมูลทางประสาทสัมผัสที่สำคัญในระบบหุ่นยนต์ ข้อมูลเหล่านี้ประกอบด้วยตำแหน่ง ขนาด ทิศทาง ความเร็ว ระยะทาง อุณหภูมิ น้ำหนัก แรง และปัจจัยอื่นๆ อีกมากมายที่ช่วยให้หุ่นยนต์รับรู้สภาพแวดล้อมและปฏิบัติงานต่างๆ เซ็นเซอร์มีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ ตามความต้องการของระบบอัตโนมัติและเครื่องจักรคอมพิวเตอร์